Lý lịch
Trong Đơn vị Siêu xe, học sinh sẽ tìm hiểu về phép đo, tốc độ và mối quan hệ giữa tốc độ và năng lượng bằng cách khám phá Siêu xe được chế tạo từ Bộ dụng cụ VEX GO.
Đo lường là gì?
Đo lường là tập hợp các dữ liệu như chiều dài, trọng lượng, số lượng hoặc kích thước của một vật thể. Thông tin định lượng này có thể được sử dụng để so sánh các đối tượng hoặc sự kiện khác. Các phép đo để so sánh phải có cùng đơn vị. Những phép đo này có thể được thực hiện bằng các đơn vị chuẩn hóa trực tiếp, chẳng hạn như hệ mét. Hoặc, sử dụng các đơn vị gián tiếp không chuẩn như sử dụng khối hoặc ghi chú dán, cũng được gọi là phép đo so sánh. Các phép đo so sánh bao gồm ước tính.
Tốc độ là gì?
Tốc độ là thước đo khoảng cách di chuyển trong một đơn vị thời gian. Các đơn vị đo tốc độ tiêu chuẩn bao gồm kilômét trên giờ (km/h) và dặm trên giờ (mph). Vì đây là phép đo được thực hiện theo thời gian nên tốc độ phải được coi là tốc độ trung bình chứ không phải là hằng số. Sử dụng công thức này để tính tốc độ trung bình:
Tốc độ trung bình = Tổng quãng đường / Thời gian đã trôi qua
Đơn vị này tập trung vào tốc độ trung bình của Siêu xe. Ví dụ, nếu một chiếc xe mất 20 giây để đi từ biển báo dừng này đến biển báo dừng khác (cách nhau 305 mét (~1000 feet)), thì tốc độ của chiếc xe là 15 mét (~50 feet) mỗi giây. Nhưng chiếc xe sẽ không di chuyển với tốc độ 15 mét (~50 feet) mỗi giây trong suốt chuyến đi. Một chiếc xe phải thoát khỏi trạng thái dừng hẳn và tăng tốc trước khi giảm tốc độ để dừng lại ở biển báo dừng tiếp theo. Tốc độ không đo hướng của vật thể mà chỉ đo tốc độ chuyển động của vật thể.
Năng lượng liên quan đến tốc độ như thế nào?
Tốc độ là thước đo năng lượng. Một vật chuyển động càng nhanh thì năng lượng mà nó sở hữu càng lớn. Trong Đơn vị này, học sinh được yêu cầu sử dụng bằng chứng để giải thích mối quan hệ giữa tốc độ và năng lượng. Dựa trên Tiêu chuẩn Khoa học Thế hệ Tiếp theo (NGSS) 4-PS3-1.
Siêu xe được cung cấp năng lượng nhờ sự truyền năng lượng giữa núm điều khiển màu cam, dây cao su và bánh xe. Học sinh càng vặn núm và dây cao su thì Siêu xe sẽ có càng nhiều năng lượng và chạy càng nhanh. Trong khi giải thích khái niệm này cho học sinh rằng tốc độ và năng lượng có mối quan hệ tích cực với nhau, NGSS vạch ra ranh giới mà học sinh không nên được đánh giá dựa trên các phép đo định lượng so sánh năng lượng và tốc độ.
Biến là gì?
Trong toán học, một biến thường được biểu thị bằng một chữ cái (x hoặc y) và biểu thị một giá trị chưa biết hoặc một giá trị có thể thay đổi. Có hai biến trong toán học: biến độc lập và biến phụ thuộc. Biến độc lập là giá trị đầu vào (x) và giá trị phụ thuộc (y) phụ thuộc vào giá trị đầu vào.
Trong khoa học, biến số biểu thị các tính chất vật lý không giữ nguyên. Biến độc lập được nhà khoa học hoặc sinh viên cố ý thay đổi, trong khi biến phụ thuộc thay đổi trong suốt quá trình thí nghiệm. Không giống như toán học, các thí nghiệm khoa học có chứa các biến kiểm soát. Các biến được kiểm soát vẫn không đổi trong suốt quá trình thử nghiệm.